关于集合中元素的有序无序的易混淆点

2019-09-08 09:53:39来源:博客园 阅读 ()

关于集合中元素的有序无序的易混淆点

最近在整理Java基础知识的面试题,看到了一个题目的答案不够准确,这里跟大家分享一下。

一、面试题的小错误

 对于TreeSet和TreeMap来说,元素应该是无序(指元素的存取)而不是有序的,而在表中它可能想表达的是可以排序,不够严谨,严格来讲

元素的有序≠可以排序。元素的存取有序和排序本质上应该是两码事,不应该混为一听。

二、元素的有序和无序

   下面具体来讲讲,集合中元素的存取有序的问题。 

  众所周知,List的特点:    ①元素可重复 ②元素是有序的

  相对地,Set的特点是:    ①元素唯一    ②元素是无序的

  首先,我们来明确这里的有序/无序的准确定义。

  有序是指元素的存取顺序是一致的,即你以什么顺序将元素存入List,比如1,3,4,13,那么取(遍历)出来的顺序也是1,3,4,13。

  无序是指元素的存取顺序是不一致的(这里注意,事实上会有小概率可能,你可能碰巧发现你的set中元素的存取顺序很巧合地一致了,不符合这个定义了,那么set中的元素究竟是不是一致的呢?我们下面会讲解)

 三、具体例子

  ①List

  List中元素的存取是有序的,有序很好理解,比如一个数组arr(以ArrayList为例),该数组的输出顺序是跟你存入(add)的顺序是一致的,为 15 , 2, 3, 9。

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class Test {

    public static void main(String[] args) {
          List<Integer> arr=new ArrayList();
            arr.add(15);
            arr.add(2);
            arr.add(3);
            arr.add(9);
             for(int a:arr) {
            System.out.println(a);
        }
    // 输出结果   15   2    3   9 
     //arraylist的元素存取是有序的
    }
}

 ②Set

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

public class Test {

	public static void main(String[] args) {
		Set<Integer> set=new HashSet();
		set.add(122);
		set.add(234);
		set.add(2);
		set.add(12);
for(Integer s:set) { System.out.println(s+" "+s.hashCode()); } // 输出为 2 122 234 12 //HashSet是元素无序的 } }

  Set中元素的存取是无序的。那么为什么会出现小概率的“有序”情况呢?

  以HashSet来讲,HashSet的底层是Hash表,我们每次add元素进去后,每个元素将调用hashcode方法(匹配1个Hash函数)得到一个对应的hashcode值,然后根据这个hashcode值在hash表中对应的位置存入元素。举例来说,我们现在存的顺序是123,22,12,3。而取出来的时候是按照这些元素在Hash表中的真正的存储位置顺序(或者逆序或者某种规则)遍历,所以便会出现存取顺序不一致的情况。也就是说,Hash表内部的排序是根据hash值而不是add的先后顺序来排序的,而上面出现的特殊情况,也就是说正好你的元素的add顺序和它对应的Hash值在Hash表中的排列顺序刚好一致,让你感觉上好像变成有序了。其实,从Hash表的角度上来讲,HashSet中元素的存取并不是完全无序(随机)的,只不过它是按照自己的规则来存入和输出元素(Hash表中的Hash值的大小顺序)。

  同理,对于TreeMap来说,其底层为红黑树。add元素的先后顺序并不重要,真正的存储顺序是按照二叉树的规则存储的,所以最后遍历都是自然排序后的输出。

四、总结

  最后总结:从本质上讲,List和Set内元素有序/无序的核心区别

  List的元素有序是因为它的底层是线性结构的数组(或者链表),元素的存取是和add的先后(时间)次序有关的——本质上与时间相关

  Set的元素无序是因为它的底层是非线性结构的哈希表/二叉树,元素的存取是和add的先后(时间)顺序无关的——你先add还是后add,都是存在Hash表中的同一个位置/在二叉树中,无论你先add还是后add,最后都输出的是排序(默认自然排序)后的数组——本质上和时间无关

 

  


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标签:Q区别数组方法函数问题

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